SU1388703A1 - Термозонд дл измерени толщины пленочных покрытий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и имеет целью повышение точности и расширение области применени  термозонда дл  измерени  толщины пленочных покрытий путем уменьшени  погрешностей от теплопо- терь в окружающую среду и от нестабильности напр жени  питани  электронагревателей , а также за счет обеспечени  контрол  покрытий также и на криволинейных поверхност х. Термозонд содержит корпус 1 с полым держателем 2, в котором размещен поршень

Description

(Л

ри /

3. На обращенных в противоположные стороны поверхност х держател  2 и поршн  3 закреплены выполненные идентично и включенные параллельно электронагреватели 11 и 12. По обе стороны размещены по две микротермопары 15 и 16 соответственно, соединенные между собой дифференщ-ально,Электронагреватель 12 и микротермопары 16 контактируют в процессе измерени  с эталонным образцом 20, размещенным

в отверсти х 19 корпуса 1, С помощью силовой пружины 4 порщень- 3 н держатель 2 обеспечивают прижим микротермопар 15 и 16 к покрытию 25 на поверхности объекта 24 контрол  и к покрытию 21 на поверхности эталонного образца 20. Результирующа  разностна  ЭДС, получаема  на зажимах микротермопар 15 и 16, пропорциональна разности толщин пленочных покрытий на объекте и эталонном образце. 6 ил.

1

Изобретение относитс  к измерителной технике и может быть использо-- вано дл  неразрушающего контрол  толщины пленочных покрытий в различньк отрасл х науки и техники.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение области применени термозонда за счет устранени  вли ни  на результаты измерений теплопо- терь в окр жающую среду и вли ни  колебаний напр жени  питани  электронагревателей , а также за счет обеспечени  возможности контрол  толщины покрытий не только на плоских, но и на криволинейных поверхност х.

На фиг. 1 и 2 изображен предлагаемый термозонд, общий вид в двух сечени х; на фиг. 3 - размещение нагревател  и термочувствительного элемента на теплоизол ционной подложке; на фиг. 4 - плоска  пружина, с помощью которой подпружинена теплоизол ционна  подложка, сечениеJ на фиг. 5 - то же, вид сверху, на -фиг. 6 - электрическа  схема термо- зонда.

Термозонд содержит трубчатый корпус 1, размещенньй в нем полый держатель 2, установленньй в держателе 2 с возможностью перемещени  поршень 3, подпружиненный относительно держател  2 силовой пружиной А. На держателе 2 и поршне 3 размещены эластичные пластины 5 и 6, на которых установлены подпружиненные с помощью плоских пружин 7 и 8 теплоизол ционные подложки 9 и 10, В теплоизол ционных подложках 9 и 10 имеютс  канавки , в которых расположены выполненные из микропровода электронагреватели 1 1 и 12, подпружиненные с поощью пружин 13 и 14, а также сваренные встык и расположенные по обе стороны от электронагревателей 11 и 12 пары микротермопар 15 и 16, таке подпружиненные с помощью пружин 17 и 18. В стенке корпуса 1 выполне- ны отверсти  19, в которых размещаетс  сменный эталонный образец 20 с покрытием 21, близк1 м по своим тепло- физическим свойствам к контролируемому покрытию. В процессе измерений с покрытием 21 контактируют нагреватель 12 и микротермопары 16. Нагреватели 11 и 12 подключены параллельно к источнику 22 питани . Микротермопары 15 соединены между собой последовательно-согласно . Две микротермопары 16 соединены между собой последовательно-согласно . Пары микротермопар 15 и. 16 включены последовательно-встречно и подключены к изме-г рительному прибору 23. Дл  удобства пользовани  корпус 1 может быть выполнен в форме пистолета. В процессе измерений термозонд размещаетс  на объекте 24 контрол  с покрытием 25.

Термозонд работает следующим образом .

При измерени х термозонд прижимают к покрытию 25 объекта 24 контрол . При этом одинаковое усилие прижима микротермопар обеспечиваетс  благодар  наличию силовой пружины 4, расположенной как на объекте 24 контрол , так и на эталонном образце 20, что обуславливает равенство контактных тепловых сопротивлений между

объектом контрол  и эталонньм образцом и соответствующими нагревател ми и термочувствительными элементами. Затем через нагреватели 11 и 12 в течение некоторого времени пропускают ток, что обеспечивает нагрев эталонного образца и объекта контрол . Разностна  ЭДС, получаема  на зажимах

микротермопар 15 и 16, регистрируетс JQ производить исследовани  покрытий

измерительным прибором 23.

Разностна  ЭДС пропорциональна разности толщин эталонного и контролируемого покрытий 21 и 25. Поскольку пленочное покрытие создает тепловое сопротивление , величина которого может быть определена из соотношени 

на поверхност х различной кривизны что расшир ет область применени  предлагаемого термозонда.

Claims (1)

15 Формулаизобретени

Термозонд дл  измерени  толщины пленочных покрытий, содержащий тру чатый корпус, размещенный в нем де жатель и установленные на держател с зазором между ними электронагрев тель и термочувствительный элемент отличающийс , тем, что, целью повьш1ени  точности и расшире области применени , он снабжен пор нем, установленным с возможностью перемещени  внутри держател , кото выполнен полым, и подпружиненным о носительно него, размещенными на поршне и на держателе эластичными пластинами с расположенными на них подпружиненными теплоизол ционными подложками и вторыми электронагрев телем и термочувствительным элеме том, идентичными первым, электрона реватели выполнены в виде включен ных параллельно подпружиненных мик ропроводов, термочувствительные эл менты выполнены в виде включенных последовательно-встречно пар подпр жиненных микротермопар, сваренных встык, соединенных согласно-послед вательно и размещенных параллельно соответствующему микропроводу по обе стороны от него на теплоизол ц онньк подложках, а в стенке корпус выполнены отверсти  дл  установки сменного эталонного образца, предн наченного дл  контактировани  в пр цессе измерений с вторыми электронагревателем и термочувствительны элементом.

R/

А

ПА

h А

пл

ПЛ

поб

-толщина пленки,

-теплопроводность материала пленки;

-площадь поверхности теплового контакта.

Р теплового источИ С1

пленки в зоне расположени  термопар будет равен

то при мощности ника нагрев йТ

лт

изм

RT-РИСТ

в результате регистрируемый прибором 23 разностный сигнал пропорционален разности нагревов эталонного и контролируемого пленочных покрытий и равен разности &h их толщин h и , котора  с учетом (1) и (2) равна

.t

пл

Lofift- KM

ист

MiM

Толщина h контролируемого покрыти  будет равна

h

hэт.n .

а коэффициент К определ етс  обычно экспериментально.

Наличие в предлагаемом термозонде включенных дифференциально эталонной и, измерительной частей повышает (по сравнению с известными) точность измерений за счет компенсации вли ни  теплопотерь и колебаний напр жений источника питани . Размеще- ние нагревателей и термочувствительных элементов на подпружиненной теплоизол ционной подложке позвол ет

на поверхност х различной кривизны, что расшир ет область применени  предлагаемого термозонда.

15 Формулаизобретени 

20

25

30

 

Термозонд дл  измерени  толщины пленочных покрытий, содержащий трубчатый корпус, размещенный в нем держатель и установленные на держателе с зазором между ними электронагреватель и термочувствительный элемент, отличающийс , тем, что, с целью повьш1ени  точности и расширени  области применени , он снабжен поршнем , установленным с возможностью перемещени  внутри держател , который выполнен полым, и подпружиненным относительно него, размещенными на поршне и на держателе эластичными пластинами с расположенными на них подпружиненными теплоизол ционными подложками и вторыми электронагревателем и термочувствительным элементом , идентичными первым, электронагреватели выполнены в виде включенных параллельно подпружиненных микропроводов , термочувствительные элементы выполнены в виде включенных последовательно-встречно пар подпружиненных микротермопар, сваренных встык, соединенных согласно-последовательно и размещенных параллельно соответствующему микропроводу по обе стороны от него на теплоизол ци- онньк подложках, а в стенке корпуса выполнены отверсти  дл  установки сменного эталонного образца, предназначенного дл  контактировани  в процессе измерений с вторыми электронагревателем и термочувствительным элементом.

35

40

45

50

У: 556б55бб5дб5656

Г5 //

дзиг.г

/5 сриг.З

П ЛЛЛА

.VXAAA //

(ригЛ

cptfeS

ААл/v.

Г2